JPH0628638B2

JPH0628638B2 - 電子血圧計

Info

Publication number: JPH0628638B2
Application number: JP60072352A
Authority: JP
Inventors: 義徳宮脇; 諭上野; 修白崎; 雅直川田原
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-04-04
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPS61232830A

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は、カフ圧信号中に重畳される脈波成分を抽出
して血圧を決定する、いわゆる振動法採用の電子血圧計
に関する。

（ロ）従来の技術振動法採用の電子血圧計には、カフを上腕等に巻き、カ
フを加圧して動脈を圧迫して阻血し、減圧してゆく過程
でカフ圧を検出するとともに、カフ圧信号中に重畳され
る脈波成分を抽出し、この脈波成分の波形情報を脈波振
幅列（パラメータ列）に変換し、さらにこの脈波振幅の
最大値を抽出し、この脈波振幅の最大値とカフ圧に基づ
き、血圧を決定するものがある。この場合の血圧決定の
アルゴリズムとしては、例えば脈波振幅の最大値に対応
するカフ圧を平均血圧、脈波振幅の最大値の５０％に相
当する高カフ圧側の脈波振幅に対応するカフ圧を最高血
圧、また脈波振幅の最大値の７０％に相当する低カフ圧
側の脈波振幅に対応するカフ圧を最低血圧と決定する手
法が用いられている。

この種の電子血圧系で、脈波振幅列の最大値を抽出する
のに、従来は、抽出された脈波振幅列が所定回連続的に
減衰した場合に、それまでに抽出された最大値を脈波振
幅列の最大値と固定している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記した従来の電子血圧計の脈波振動幅最大値抽出方法
では、カフの排気速度が遅い場合、脈波振幅の本来の変
化が小さく、その上呼吸や体動による脈波振幅の変動が
生じると、脈波振幅の増加過程でのわずかな減少で、脈
波振幅の最大値を抽出したと誤認識してしまい、真の最
大値でない値を真の最大値であるとして固定し、その最
大値を基に演算を施して血圧を決定するため、血圧値と
して大きな誤差を生じてしまうおそれがあった。例え
ば、第７図に示すカフ圧−脈波振幅特性で、真の最大値
ＡMAX に対応するカフ圧Ｃ_Ｍを平均血圧と決定すべきで
あるのに、真の最大値ＡMAX が抽出される以前に極大値
Ａ′MAX が抽出され、これに対応するカフ圧Ｃ′_Ｍが平
均血圧とされ、さらにまた、この極大値Ａ′MAX を基準
に、最高血圧や最低血圧を決定するので、結果的に血圧
決定に大きな誤差を生じることになる。

この発明は、上記に鑑み、脈波振幅等のパラメータの最
大値を正確に抽出でき、精度の良い血圧決定をなし得る
電子血圧系を抵抗することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の電子血圧計は、第１図に概略構成を示すよう
に、カフ１と、このカフに連結されカフを加圧あるいは
減圧するための圧力系２と、カフ圧を検出する圧力セン
サ３と、この圧力センサの出力中に含まれる脈波成分を
抽出する脈波抽出手段４と、この脈波抽出手段で抽出さ
れる脈波成分の脈波振幅を所定のパラメータ列に変換す
るパラメータ抽出手段５と、このパラメータ列の最大値
を抽出するパラメータ最大値抽出手段６と、抽出された
パラメータ列が連続的に減衰していることを検出する減
衰検出手段７と、前記パラメータが前記パラメータ最大
値に対し所定の比率以下に降下したことを判別するパラ
メータ降下判別手段８と、前記減衰検出手段による連続
減衰検出と前記パラメータ降下判別手段による所定降下
判別出力でもって、前記パラメータ最大値抽出手段でそ
れまで抽出された最大値をパラメータ列の最大値と決定
する最大値決定手段９と、決定されたパラメータ最大値
と前記カフ圧に基づいて血圧を決定する血圧決定手段１
０とから構成されている。

この電子血圧計では、減衰検出手段７でパラメータ列が
連続的に減衰していることが検出されるとともに、パラ
メータ降下判別手段８でパラメータがそれまでの最大値
に対し所定の比率以下に降下されたことが検出される
と、これを条件に、それまでにパラメータ最大値抽出手
段６で抽出された最大値がパラメータ列の最大値と決定
される。そのため、パラメータ列が連続的に減衰して
も、わずかな変化であれば、まだ最大値が決定されない
ことになる。

（ホ）実施例以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明す
る。

第２図は、この発明が実施される電子血圧計のブロック
図である。同図において、カフ１１は腕に巻回するため
の周知のゴム袋であって、圧力系１２を構成する排気弁
１３及び加圧ポンプ１４にゴム管１５により連通されて
いる。また、圧力センサ１６もゴム管１５によりカフ１
１に連通され、カフ圧を電気信号に変換する。圧力セン
サ１６の出力は、後述するように、カフ圧の直流分に重
畳して脈波成分が含まれており、この出力がＡ／Ｄ変換
器１７でデジタル信号に変換されて、ＣＰＵ１８に取込
まれるようになっている。

ＣＰＵ１８は、内蔵のプログラムに従った所定の処理を
実行し、圧力センサ１６よりの生データを取込む機能、
その生データからカフ圧と脈波成分を分離し、それぞれ
カフ圧及び脈波成分を抽出する機能、脈波成分の振幅を
抽出する機能、抽出された脈波振幅の最大値を抽出する
機能、抽出した脈波振幅列が連続的に減衰していること
を検出する機能、抽出した脈波振幅が最大値に対し所定
の比率以下に降下したことを判別する機能、脈波振幅の
最大値とカフ圧とから最高血圧・最低血圧を決定する機
能等を備えている。決定された血圧値は、表示器１９に
表示される。

またＣＰＵ１８は、図示しない測定開始キーが操作され
ると、指令ａにより加圧ポンプ１４の作動を開始させ、
カフ１１を加圧するようになっており、指令ｂにより排
気弁１３の排気量を制御する。また、圧力センサ１６よ
りの脈波成分を重畳したカフ圧は、指令ｃにより所定の
サンプリング周期で読込まれる。

次に、上記実施例電子血圧計の動作を、第３図に示すフ
ロー図を参照して説明する。

測定を行う場合は、カフ１１を上腕に巻き、測定開始キ
ーが押される。これにより動作がスタートし、先ず指令
ａにより加圧ポンプ１４が作動を開始し、カフ１１の加
圧が開始される〔ステップＳＴ（以下ＳＴと略す）
１〕。そして、所定値まで加圧が続けられる。この所定
値は、被測定者の平常の最高血圧値より高目の値（例：
＋３０mmHg）に予め設定されたものである。カフ圧が所
定値に達すると（ＳＴ２）、加圧ポンプ１４の作動を停
止して加圧を停止する（ＳＴ３）。そして、指令ｂによ
り排気弁１３を微速排気とし、それまで所定値まで加圧
した状態から、ゆっくりとした減圧過程に入る（ＳＴ
４）。すなわち、測定動作に移る。微速排気開始ととも
に、ＣＰＵ１８に内蔵のタイマＴ₁（時間１０〜３０ミ
リ秒）をスタートさせ（ＳＴ５）、タイムアップ毎に、
つまりＴ_１時間の経過毎に（ＳＴ６）、Ａ／Ｄ変換器１
７の出力データを読込む（ＳＴ７）。このＡ／Ｄ変換器
１７の出力データは、第５図Ｓ(i) に示すように、カフ
圧（直流分）成分に脈波成分が重畳された生データであ
る。次に、この生データＳ(i) に演算を施して、カフ圧
Ｐｃ(i) を求める（ＳＴ８）。このカフ圧Ｐｃ(i) は、
上述したように、減圧過程で徐々に降下してゆくもので
ある〔第５図Ｐｃ(i) 参照〕。

また、生データＳ(i) にデジタルフィルタとしての演算
処理を施し、第５図に示す脈波成分Ａ(i)を抽出する
（ＳＴ９）。このフィルタリング処理はカット周波数
0.3〜１Hzの２次ハイパスとされる。瞬時の脈波成分Ａ
(i) が抽出された後、脈波振幅を求めるための１脈波分
のデータが得られたか否かを判定され（ＳＴ１０）、１
脈波分のデータ抽出が終了していないとＳＴ５に戻り、
上記したＳＴ５〜ＳＴ１０の処理を繰返し、Ｔ_１毎にカ
フ圧データＰｃ(i) と脈波データＡ(i) を抽出する。

１脈波分の脈波データが得られると、ＳＴ１０の判定は
ＹＥＳとなり、その１脈波分の脈波データＡ(i) の最大
値と最少値の差値を演算し、脈波振幅Ａ(n) を算出する
（ＳＴ１１）。また、この抽出された脈波振幅Ａ(n) に
対応するカフ圧Ｐｃ(n) を選択記憶する（ＳＴ１２）。
測定終了までの脈波振幅Ａ(n) をカフ圧Ｐｃ(n) に対応
して配列すると、第５図に示す脈波振幅列が得られる。

脈波振幅算出と対応カフ圧選択に続いて、脈波最大振幅
が検出済であるか否かを判定される（ＳＴ１３）。通
常、測定開始当初は脈波振幅は脈波毎に上昇しているの
で、この判定はＮＯであり、ＳＴ１４に移り、脈波振幅
最大値検出処理を行い、ＳＴ１５で脈波最大値が検出
（決定）されたか否か判定する。測定開始当初は、上記
理由により、ＳＴ１５の判定はＮＯとなり、ＳＴ５に戻
る。なお、ＳＴ１４、ＳＴ１５の脈波振幅最大値検出処
理の詳細は後述する。

測定動作が進行し、脈波振幅最大値ＡMAX が検出される
と、ＳＴ１５の判定がＹＥＳとなり、続いて、脈波振幅
最大値ＡMAX にα（例：α＝0.5)を乗じたαＡMAX(ＡMA
X よりも高カフ圧側）に対応するカフ圧Ｐｃ(s) を最高
血圧と決定する（ＳＴ１６）。そしてＳＴ５に戻る。

その後も、カフの減圧過程が続く中で、ＳＴ５以降の処
理が継続される。すでに脈波振幅最大値が検出済なの
で、ＳＴ１３の判定がＹＥＳとなり、続いて今回の脈波
振幅Ａ(n) が抽出された脈波振幅最大値ＡMAX にβ
（例：β＝ 0.7）を乗じたβＡMAX に達したか否か判定
される（ＳＴ１７）。脈波振幅Ａ(n) がβＡMAX よりも
大きい間は、この判定がＮＯであり、ＳＴ５に戻り、Ｓ
Ｔ５〜ＳＴ１３、ＳＴ１７の処理を継続する。脈波振幅
Ａ(n) がβＡMAX に達すると、ＳＴ１７の判定がＹＥＳ
となり、続いてβＡMAX(ＡMAX よりも低カフ圧側）に対
応するカフ圧Ｐｃ(D) を最低血圧と決定する（ＳＴ１
８）。以上で測定が終了する。なお、図示は省略してい
るが、最低血圧が決定されると、最高血圧・最低血圧等
は表示器１９で表示され、またカフ１１内は急速に排気
される。

次に、第４図を参照して、上記ＳＴ１４の脈波振幅最大
値検出処理を詳細に説明する。

第３図に示すメインフローにおいて、動作がＳＴ１４に
入ると、第４図に示すように、先ずそれまでの脈波振幅
の最大値ＡMAX と今回の脈波振幅Ａ(n) を比較し、“Ａ
MAX ≧Ａ(n) が”判定する（ＳＴ４１）。測定開始当初
のように、脈波振幅Ａ(n) が処理の進行とともに上昇し
ている場合は、このＳＴ４１の判定はＮＯとなり、今回
の脈波振幅Ａ(n) が新たな脈波振幅最大値ＡMAX として
更新記憶され（ＳＴ４２）、脈波最大振幅検出済を示す
フラグＦＡMAX を０とし（ＳＴ４３）、さらにカウンタ
ＣＴを０として（ＳＴ４４）、ＳＴ５に戻る。

脈波振幅Ａ(n) の変化が上昇から下降に移ると、ＳＴ４
１の判定がＹＥＳとなり、続いてカウンタＣＴに＋１を
行い（ＳＴ４５）、カウンタＣＴの内容がＫ以上か否か
判定される（ＳＴ４６）。このカウンタＣＴはＣＰＵ１
８に内蔵され、脈波振幅Ａ(n) の下降（減衰）が連続す
る回数をカウントするために設けられている。

カウンタＣＴのカウント値がＫ（例：Ｋ＝３）より小さ
い場合は、ＳＴ４６の判定はＮＯであり、そのままＳＴ
５に戻るが、カウント値がＫに達するとＳＴ４６の判定
がＹＥＳとなり、続いて“γ×ＡMAX ≧Ａ(n) が”判定
される（ＳＴ４７）。すなわち、脈波振幅Ａ(n) がそれ
まで求められた脈波振幅ＡMAX に所定値γ（例：γ＝
0.7〜0.9)を乗じた値よりも小さくなったか否か判定す
る。もしこの判定がＮＯの場合は、脈波振幅Ａ(n) が連
続的に下降しているといえども、その変化分はわずかで
あり、それまでの最大値は例えば第７図のＡ′MAX に相
当し、真の脈波振幅最大値でないことを意味する。その
ため、そのままＳＴ５に戻る。

γ×ＡMAX ≧Ａ(n) を満足する場合には、脈波振幅Ａ
(n) の下降過程で脈波振幅Ａ(n) が十分に減衰したこと
を意味し、この場合、抽出されているＡMAX は真の脈波
振幅最大値である可能性が高い。

ＳＴ４７の判定がＹＥＳであると、続いて脈波振幅最大
値ＡMAX に対応するカフ圧Ｐc(ＡMAX)が所定圧Ｐｃ
₁（Ｐｃ_１＝１１０〜１２０mmHgに選定）以上か否か判
定し（ＳＴ４８）、もし判定ＹＥＳ、すなわちＰc(ＡMA
X)がＰｃ_１以上である場合は、脈波振幅最大値ＡMAX が
Ｄ（Ｄ＝１〜２mmHg）以上である場合（ＳＴ４９）、ま
たＳＴ４８の判定がＮＯの場合、すなわちＰc(ＡMAX)が
Ｐｃ_１に満たない場合には、脈波振幅最大値ＡMAX がＥ
（Ｅ＝ 0.5〜１mmHg）以上である場合（ＳＴ５０）に、
それぞれ脈波振幅最大値検出済のフラグＦＡMAX を１に
する（ＳＴ５１）。このＳＴ４８〜ＳＴ５０の処理は、
ノイズを誤検出しないために行われている。次にＳＴ５
２で、今回の脈波振幅Ａ(n) に対応するカフ圧Ｐｃ(n)
が所定圧Ｐｃ₂（Ｐｃ_２＝９０〜１１０mmHg）以上の場
合は、すでに最大値が検出されていてもＳＴ５に戻り、
脈波振幅最大値検出処理を続行して走らせ、ＡMAX を上
回るＡ(n) が検出されればＳＴ４２〜ＳＴ４４の処理を
行い、新たに脈波振幅最大値検出の処理を行う。

なお、上記実施例では、最大振幅値のチェックを対応カ
フ圧Ｐc(ＡMAX)がＰｃ_１以上であるか否かによって、
Ｄ、Ｅの２レベルで行うようにしているが、第６図に示
すように、Ｐc(ＡMAX)とＡMAXを連続関数としてチェッ
クするようにしてもよい。ＳＴ４９、ＳＴ５０に関する
チェック、あるいは第６図によるチェックは、高血圧患
者では脈波振幅が大きく、低血圧患者では脈波振幅が小
さい現象を利用している。

もっとも、上記実施例では、より完全な脈波振幅最大値
検出をなすために、ＳＴ４８以降の処理を行っている。
従って、これらの処理を省略して、ＳＴ４６、ＳＴ４７
の処理のみでも、従来のものに比し、精度の良い脈波振
幅最大値検出を行うことができる。

（ヘ）発明の効果この発明よれば、脈波振幅等、パラメータの最大値の連
続的な減衰の検出の他に、それまでの最大値に対し所定
比率以上の減衰があった場合に、それまで抽出済の脈波
パラメータ最大値を真の脈波パラメータ最大値と決定す
るようにしているので、排気速度が遅い状態で、呼吸や
体動のために生ずる極大値等に対しては、真の最大値と
決定することがなく、真の脈波パラメータ最大値のみを
最大値と決定し得るので、精度の高い血圧決定を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の概略構成を示す図、第２図は、こ
の発明が実施される電子血圧計のブロック図、第３図
は、同電子血圧計の動作を説明するためのメインフロー
図、第４図は、同メインフロー図の脈波振幅最大値検出
処理ルーチンをさらに詳細に示したフロー図、第５図
は、同電子血圧計の動作を説明するための波形タイムチ
ャート、第６図は、脈波振幅最大値対応のカフ圧Ｐc(Ａ
MAX)と脈波振幅最大値ＡMAX の検定特性を示す図、第７
図は、従来の電子血圧計の問題点を説明するためのカフ
圧−脈波振幅特性を示す図である。１：カフ、２：圧力系、３：圧力センサ、４：脈波抽出手段、５：パラメータ抽出手段、６：パラメータ最大値抽出手段、７：減衰検出手段、８：パラメータ降下判別手段、９：最大値固定手段、１０：血圧決定手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】カフと、このカフに連結されカフを加圧あ
るいは減圧するための圧力系と、カフ圧を検出する圧力
センサと、この圧力センサの出力中に含まれる脈波成分
を抽出する脈波抽出手段と、この脈波抽出手段で抽出さ
れる脈波成分の脈波振幅を所定のパラメータ列に変換す
るパラメータ抽出手段と、前記パラメータ列の最大値を
抽出するパラメータ最大値抽出手段と、抽出されたパラ
メータ列が連続的に減衰していることを検出する減衰検
出手段と、前記パラメータが前記パラメータ最大値に対
し所定の比率以下に降下したことを判別するパラメータ
降下判別手段と、前記減衰検出手段による連続減衰検出
と前記パラメータ降下判別手段による所定降下判別出力
でもって、前記パラメータ最大値抽出手段でそれまで抽
出された最大値をパラメータ列の最大値と決定する最大
値決定手段と、決定されたパラメータ最大値と前記カフ
圧に基づいて血圧を決定する血圧決定手段とからなる電
子血圧計。